Проектирование цифрового сглаживающего фильтра
Курсовой проект - Компьютеры, программирование
Другие курсовые по предмету Компьютеры, программирование
сигнала TIMER OUT в соответствии с режимом работы таймера. Этот сигнал обязательно изменяет свое значение в момент окончания счета. Схема управления реализует заданный режим работы таймера и, в частности, осуществляет перезагрузку числа N из регистра в счетчик при организации циклической (непрерывной) работы таймера. Программирование таймера состоит в загрузке двухбайтового слова в регистр хранения, после чего осуществляется запуск счетчика с помощью специальной команды (предусмотрен только программный запуск таймера). Во время работы счетчик уменьшает свое содержимое по фронту каждого импульса, поступающего на вход TIMER IN. Когда требуется производить отсчет реального времени, этот вход обычно соединяется с выходом PCLK генератора. При обращении к таймеру используются два адреса: младший байт N загружается по адресу А2А1АО = 101, старший по адресу А2А1АО=101. Это позволяет загружать указанные байты в любом порядке.
Формат двухбайтового слова, загружаемого в таймер, представлен на рисунке.
Рис. 1 Формат команды управления таймером
Два старших бита М2М1 задают один из четырех режимов работы таймера, при которых вырабатываются соответствующие сигналы на выходе TIMER OUT (рис. 6.56), В режиме 0 поддерживается выходной сигнал TIMER OUT = 1 в течение первой половины счета и TIMER OUT 0 в течение второй. При нечетном N первый полупериод счета, соответствующий высокому уровню выходного сигнала, оказывается на единицу больше второго. Режим 1 аналогичен режиму 0 с той разницей, что каждый раз по окончании счета производится автоматическая перезагрузка N из регистра хранения в счетчик и повторный запуск счетчика. Таким образом, таймер работает в непрерывном режиме деления на N частоты повторения входных импульсов и генерирует выходной сигнал симметричной формы (скважность равна двум). В режиме 2 после окончания счета формируется одиночный импульс напряжения низкого уровня, длительность которого равна одному периоду входных (счетных) импульсов. Режим 3 отличается от режима 2 автоматической перезагрузкой и перезапуском счетчика, что обеспечивает непрерывность работы таймера. Это режим деления частоты с выработкой выходного сигнала несимметричной формы (скважность зависит от значения N).
Рис .2 Временная диаграмма работы таймера
Таблица 3: Режимы работы таймера
Режим работы таймераНАИМЕНОВАНИЕ РЕЖИМА0Ждущий мультивибратор с программным запуском1Делитель частоты, генератор меандра2Делитель частоты, генератор импульсов несимметричной формы3Генератор задержанного строба
Для нашего случая таймер использует третий режим работы.
Таким образом, управляющее слово таймера будет иметь следующий вид
Алгоритм основной программы
Обоснование аппаратной части устройства
Набор К1821 определяет типовой состав аппаратных средств, образующих структуру вычислительного ядра системы. В его состав входят МП, ОЗУ, ПЗУ, схемы формирования сигналов синхронизации, микросхемы формирования сигналов управления системой. Полная структурная схема МП- устройства получается при объединении структуры вычислительного ядра и дополнительных аппаратных узлов.
Аппаратный состав фильтра в целом уже определен, незатронутым остается преобразователь ток-напряжение. Также следует произвести согласование адресов ОЗУ, ПЗУ, портов ввода-вывода с адресами МП.
Вспомогательные схемы целесообразно выполнять с наименьшими аппаратными затратами, т.е. следует стремиться к сокращению количества микросхем.
Необходимо также обеспечить соответствие адресных пространств ВМ85, РФ55 и РУ55. Так как для адресации ПЗУ необходимо 11 адресных линий, а для адресации ОЗУ 8, то у МП остается еще 5 свободных адресных линий, которые можно использовать для выбора микросхем в процессе работы фильтра. Кроме того, необходимо учесть адресацию внутренних объектов РФ55 и РУ55.
Адресация портов и регистров направления передачи данных РФ55 осуществляется в соответствии с таблицей:
AD1AD0Адресуемый объект00Порт А01Порт В10Регистр направления передачи данных порта А11Регистр направления передачи данных порта В
Адресация внутренних узлов РУ55:
А2А1А0Адресуемый объект000Регистру РУС и РСС001Порт А010Порт В011Порт С100Таймер (младший байт)101Таймер (старший байт)
В микросхемах РФ55 и РУ55 предусмотрены изолированные адресные пространства памяти и ввода-вывода. Для включения РФ55 в работу существует еще два входа CS1 и CS2 (РУ55 CS).
Разработка и отладка программы на языке команд микропроцессора
Как было показано ранее общий алгоритм программы состоит из двух основных частей: программы инициализации и основной программы (программы обработки отсчетов).
Алгоритм фильтрации:
Для хранения промежуточных результатов вычисления в ОЗУ выделяется область памяти. Она распределяется, как показано в таблице
Адрес ОЗУДанныеАдрес ОЗУДанные08010818080208190803081A0804081B0805081C0806081D0807081E08080809080A080B080C
Подготовка данных к следующим циклам обработки производится по правилу прибавления "-1" к индексам отсчетов т.е. отсчет становится, -> и т.д.
Отладка программы
Отладка программы производилась с использованием специального набора программ. В его состав входит программа-транслятор и отладчик. Транслятор преобразует исходную программу, написанную на языке ассемблера, в результирующую так называемую объектную программу на языке команд микр